1r informe de canvi climàtic de catalunya

001-016 Canvi climatic Cat.qxd 25/04/2005 19:16 Pgina 1

ndex

Informe sobre el canvi climtic a Catalunya

Informe sobre el canvi climtic a Catalunya

Editor: Josep Enric Llebot

Generalitat de CatalunyaConsell Assessor per alDesenvolupament Sostenible


Biblioteca de Catalunya. Dades CIP

Aquesta publicaci ha estat possible grcies a la collaboraci de Fundaci Caixa de Girona, Fundaci Caixa Sabadell i Fundaci Caixa Tarragona.

Disseny grfic: Maria CasassasFotografia de la coberta: Manel Armengol, corresponent a la srie Vent

Institut dEstudis Catalans Consell Assessor per al Desenvolupament Sostenible

i Institut dEstudis Catalans, per a aquesta edici

Primera edici: abril de 2005Tiratge: 1.000 exemplars

Compost per fotocomposici gama, s. l.Carrer dArstides Maillol, 9-11. 08028 Barcelona

Imprs a Limpergraf, SLPolgon industrial Can Salvatella. Carrer de Mogoda, 29-31. 08210 Barber del VallsISBN: 84-7283-780-7Dipsit Legal: B. 8747-2005

Sn rigorosament prohibides, sense lautoritzaci escrita dels titulars del copyright, la reproducci total o parcial daquesta obra per qual-sevol procediment i suport, incloent-hi la reprografia i el tractament informtic, la distribuci dexemplars mitjanant lloguer o prsteccomercial, la inclusi total o parcial en bases de dades i la consulta a travs de xarxa telemtica o dInternet. Les infraccions daquestsdrets estan sotmeses a les sancions establertes per les lleis.

Informe sobre el canvi climtic a CatalunyaISBN 84-7283-780-7I. Llebot, Josep Enric, ed. II. Consell Assessor per al Desenvolupament Sostenible (Catalunya)III. Institut dEstudis Catalans IV. Servei Meteorolgic de Catalunya1. Canvis climtics Catalunya 2. Gesti ambiental Catalunya551.58(467.1)


En memria de lHonorable senyor Josep Laporte i Salas(Reus 1922 Barcelona 2005), que com a president de

lInstitut dEstudis Catalans i membre del Consell Assessor per al Desenvolupament Sostenible de Catalunya

fou impulsor decisiu de la realitzaci daquest informe.

Barcelona, 17 de maig de 2005


ndex

Prleg 9

Introducci 13

A. La cincia del canvi climtic

A1. El sistema climticJosep Enric Llebot 19

A2. Una perspectiva histrica del canvi climticAntoni Rosell i Mel 51

A3. Factors geogrfics, regionalitzaci climtica i tendncies de les sries climtiques a Catalunya

Javier Martn-Vide 81

A4. El forament antropognic i els canvis en el climaXavier Rod i Miquel ngel Rodrguez-Arias 113

A5. Estimaci de les emissions de gasos amb efecte dhivernacle produts a Catalunya durant el perode 1990-2001

Jos Mara Baldasano Recio, Ren Parra Narvez i Eugeni Lpez Va 155

A6. Projeccions futures sobre el clima a CatalunyaJosep Calb Angrill 189

B. Impacte, vulnerabilitat, mitigaci i adaptaci

B1. EnergiaJoaquim Corominas 229

B2. Infraestructures i medi urbRicard Pi i Ninot, Robert Vergs i Fernndez, Josep Maria Vilanova i Claret i Joan Llus Zamora i Mestre 267

B3. TransportFrancesc Robust i Carles Casas Esplugas 307


B4. Indstria catalana i canvi climticJoan Jorge i Snchez 339

B5. Agricultura i silviculturaMaria Teresa Sebasti, Pere Casals, Glria Domnguez, Llus Martn i Joan Costa 367

B6. ResidusTeresa Vicent i Xavier Gabarrell 413

B7. TurismeDavid Saur i Joan Carles Llurds 447

B8. Recursos hdrics, dinmica hidrolgica i canvi climticJosep Mas-Pla 485

B9. Sistemes naturals: ecosistemes terrestresJosep Peuelas, Iolanda Filella, Santi Sabat i Carles Grcia 517

B10. El paper dels sls de Catalunya en el canvi climtic Josep Maria Alcaiz, Jaume Boixadera, Maria Teresa Felip, Josep Oriol Ortiz i Rosa Maria Poch 555

B11. Zones costaneres: dinmica sedimentriaAgustn Snchez-Arcilla, Jos A. Jimnez i Joan Pau Sierra 609

B12. Canvi climtic i salutMarc Saez i Aitana Lertxundi-Manterola 643

C. Instruments de gesti

C1. Aspectes legals de la lluita contra el canvi climticIsabel Pont i Castejn i Mar Campins Eritja 677

C2. Instruments econmics. Flexibilitat en el disseny de poltiques de canvi climtic: ls de mecanismes de mercat a Catalunya

Flavia Rosembuj Gonzlez- Capitel i Llus Esquerra 749

C3. Percepci i comunicaci sobre el canvi climticJoan David Tbara 773

8


Prleg

Fa poc ms de cent anys que Svante Arrhenius,un qumic fsic suec guardonat posteriormentamb el premi Nobel de qumica, es preguntavaquines serien les causes de les glaciacions, i si latemperatura estava relacionada amb el contin-gut a latmosfera dall que aleshores sanomena-va cid carbnic i que avui coneixem com a di-xid de carboni. Estava trist i desmoralitzat pelseu divorci recent, i aix el fu escometre tas-ques que li comportessin temps i energies entreballs que en una altra situaci hauria deixat.Aix fu clculs sobre quina seria la temperaturamitjana de la superfcie terrestre si el contingutde dixid de carboni es doblava o es redua a lameitat, naturalment sense cap ajut de clcul delsque avui tindrem, i amb una informaci sobrela capacitat dabsorci del dixid de carbonimolt inexacta. Obtingu uns resultats sorpre-nents. Si latmosfera tenia ms dixid de carbo-ni, la superfcie de la terra sescalfava i si, en can-vi, el dixid de carboni atmosfric es redua, latemperatura superficial mitjana tamb ho feia.Sense saber-ho, iniciava un camp de la cincia alqual avui shi dediquen milers de cientfics natu-rals i de cientfics socials, el del canvi climtic i,al qual es dediquen tots els continguts del treballque hi ha a continuaci.

Amb diferents ritmes i malgrat crisis socials ex-traordinriament profundes, durant el segle XX,els ciutadans dels pasos del mn desenvolupathem experimentat un augment considerable dela nostra qualitat de vida. Gaudim, en termes

generals, de sistemes avanats de protecci so-cial, educatius i de salut. La fam que hi havia aEuropa en temps dArrhenius prcticament hadesaparegut del continent grcies a la revoluciagrcola i ramadera que ja shavia iniciat durantel segle XIX. Actualment la cincia i el desenvolu-pament tecnolgic han penetrat profundamenten totes les activitats de la societat actual i sn re-conegudes com un factor de millora i de cohesisocial. Han estat un motor que ens ha impulsat acotes de confort inimaginables per Arrhenius iels seus contemporanis. Aix, per exemple, elsmateixos clculs que el portaren a predir un mnms clid i confortable si es doblava el dixid decarboni a latmosfera avui els podrem fer ambun ordinador personal en qesti de minuts.

Tanmateix la relaci entre desenvolupament dela cincia i la tecnologia i el progrs en generaldurant el segle XX sha vist mediatitzat per unesconseqncies que molt poques persones pre-veien. Un llibre de la zologa americana RachelCarson, lany 1962, alertava del fet que per pri-mera vegada tot sser hum vivia tota la vida encontacte amb un entorn ple de productes qu-mics potencialment perillosos, tant si residia enuna ciutat molt densament poblada com si hofeia en el poblet ms allunyat de qualsevol con-centraci industrial. Fins i tot els nadons, en s-ser alletats per les seves mares, rebien una crre-ga de substncies qumiques no desitjables. Elllibre, centrat en el DDT, caus els anys segentsa la seva publicaci un fort impacte social. Des


daleshores podem dir que sha consolidat la cer-tesa que les activitats humanes poden influir deforma global i determinant lambient de la Terra.

Durant els darrers vint anys dues qestions am-bientals han dominat sobre les altres pel seuabast global: la davallada de loz estratosfriccom a conseqncia de la presncia a lestratos-fera de compostos halogenats, i lescalfament delatmosfera i el possible canvi del clima a causade laugment de la concentraci atmosfricadalguns gasos causants de lefecte dhivernacle.En ambds casos, la magnitud i labast del pro-blema ambiental s tan gran que, per gestionar-lo, sha hagut de recrrer a lens ms proper a ungovern planetari: les Nacions Unides. Aix,sota els seus auspicis, lany 1987 es va signar elprotocol de Montreal sobre les substncies des-tructores de la capa doz, posteriorment actua-litzat a tenor dels progressos cientfics i tecnol-gics a Londres (1990), Copenhaguen (1992),Viena (1995), Montreal (1997) i Beijing (1999).

Lany 1988, lOrganitzaci Meteorolgica Mun-dial i les Nacions Unides crearen lIPCC, el GrupIntergovernamental dExperts sobre el CanviClimtic, amb lobjectiu que fos un referent encada moment sobre lestat del coneixement so-bre la qesti del canvi climtic. Durant la cime-ra de Ro de Janeiro, lany 1992, es va acordar elConveni Marc de les Nacions Unides sobre elCanvi Climtic i lany 1997 es va signar el proto-col de Kyoto. Tot aquest marc legislatiu se sus-tenta sobre lexistncia de lIPCC. Aquest grupha publicat tres informes globals i un gran nom-bre dinformes sectorials. En el darrer informeglobal, publicat lany 2001, es manifesta la con-venincia delaborar estudis a una escala regio-nal, ja que fins aleshores, la visi de la qestidel canvi climtic shavia abordat des dun puntde vista estrictament global. Amb aquest esperitla Generalitat de Catalunya, mitjanant el seuConsell Assessor per al Desenvolupament Soste-nible i el Servei Meteorolgic de Catalunya, vaencarregar lelaboraci de lestudi que el lector ta les seves mans.

Lescalfament global s un fenomen que afectatot el planeta, per els canvis que aquest feno-men pot induir no es manifestaran arreu de lamateixa manera. Tampoc la capacitat dels pasosper actuar, mitigant les causes i adaptant-se alscanvis, ho s. s per aix que Catalunya, cons-cient de la magnitud del problema, ha deciditabordar-lo de la forma ms consistent elaborantun treball que intenti comprendre on som, aquins riscos estem sotmesos i quina s la nostracapacitat dactuaci. Amb aix ens hem posat enla primera lnia dels pasos ms capdavanters delmn, ja que fins ara sn pocs els informes da-questa magnitud elaborats en pasos petits comel nostre.

Lestudi s complet, abasta tant la cincia comels impactes i el context legal i normatiu del pro-blema, i cont molta informaci. La seva lectura,a vegades inevitablement feixuga, reflecteix elsbuits, les incerteses i els dubtes en el coneixe-ment dels problemes. Ens hem de congratularque el nostre pas tingui grups dexperts que ha-gin pogut afrontar els reptes que lelaboraci delestudi plantejava. En el document hi ha escritesmoltes conclusions i recomanacions dndole di-versa, per nhi ha una despecialment rellevant:moltes de les accions que cal dur a terme sn es-tructurals del pas i a llarg termini, per tant, noes poden abordar de forma improvisada i rpi-da. Per aix el govern de la Generalitat, cons-cient daquesta caracterstica, sest dotant delsmecanismes adequats de gesti entre tots elsseus departaments per afrontar el tractamentadequat al problema del canvi climtic.

El fet que aquest estudi shagi fet seguint les re-comanacions de lIPCC tamb s un altre aspec-te a destacar. El nostre pas se sent plenamentsolidari amb les iniciatives de la comunitat inter-nacional que tenen per objectiu tenir cura delmedi. Com sha dit en moltes ocasions, la solu-ci de la majoria de problemes ambientals passaper tenir present tamb principis com lequitatentre les persones i els pobles, el respecte a llurscultures, la solidaritat intergeneracional, la res-

Prleg Josep Bargall i Valls

10


El canvi climtic a Catalunya Prleg

11

ponsabilitat histrica sobre la contaminaci, totsells principis amb els quals el govern de Cata-lunya se sent identificat.

Finalment, vull felicitar al Consell Assessor peral Desenvolupament Sostenible de Catalunyaper la iniciativa de promoure i vetllar per la rea-litzaci daquest estudi. Una vegada ms shamostrat til la doble vessant del CADS, la sevadependncia institucional del departament dePresidncia de la Generalitat i, a la vegada, laplena independncia dels seus informes i opi-

nions. Amb aquest Informe sobre el Canvi Cli-mtic a Catalunya el Consell compleix amb undels seus objectius que s vetllar, des duna pers-pectiva de la sostenibilitat, per les anlisis trans-versals dels grans problemes ambientals del pasi posar a disposici dels responsables de gestio-nar-lo elements de coneixement i de reflexi.Per molts anys!

Josep Bargall i VallsConseller Primer


Introducci

La intervenci humana sobre la Terra s tan an-tiga com la mateixa Humanitat, tot i que les es-cales temporals i espacials daquesta intervencihan canviat amb el temps. La disponibilitat derecursos, levoluci de la tecnologia i les cont-nues variacions de factors socioeconmics i de-mogrfics expliquen, moltes vegades, els canvisi les dinmiques dels assentaments humans, iconfiguren els problemes i les accions que alllarg de la histria shan produt sobre el medi,en general, i sobre el territori, en particular.Aquesta visi tan interessant i ambiciosa, quesanomena canvi global, tracta de les variacions iels canvis que levoluci social i econmica hanindut en lpoca moderna.

Els diversos captols daquest llibre analitzen undels elements que contribueix al canvi ambien-tal global: el canvi climtic. La creaci del GrupIntergovernamental dExperts sobre el CanviClimtic (IPCC1) per part de les Nacions Unidesi de lOrganitzaci Meteorolgica Mundial, lany1988, va suposar un gran pas endavant ja que vapermetre disposar dun ens cientfic indepen-dent, format per experts de tot el mn, que ana-litza peridicament, des duna perspectiva ex-clusivament cientfica, lestat del coneixementsobre el canvi climtic.

Des de la seva creaci, lIPCC ha publicat tres in-formes genrics i un bon conjunt dinformes

sectorials o destudis que presenten diversos es-cenaris de canvi climtic. Els informes de lIPCCtamb inclouen resums tcnics per a les perso-nes responsables de la presa de decisions, quecondensen les conclusions ms rellevants delsseus extensos captols temtics. El tercer i, finsara, ltim informe de lIPCC, publicat lany2001, expressava la convenincia de desenvolu-par estudis regionals sobre el canvi climtic i elsseus efectes.

Efectivament, el canvi climtic s un fenomendabast global, per els seus impactes i les even-tuals accions que es puguin prendre per adap-tar-shi sn diferents per a cada pas i territori.Catalunya haur dactuar assumint el paper queli toca dins de lEstat espanyol i de la ComunitatEuropea. No obstant aix, per tal de poder ela-borar i desenvolupar una estratgia prpia enaquest mbit cal conixer les caracterstiques cli-mtiques del territori i les previsions sobre la di-mensi dels possibles canvis de clima a mitjtermini, aix com els possibles efectes i les con-seqncies daquest fenomen a Catalunya.

Aquest s, precisament, lobjectiu daquest in-forme. En el moment de comenar a plantejar-sen lelaboraci, ara fa ja tres anys, es va reunirun grup dexperts que des daleshores sha ocu-pat danalitzar tota la informaci produda alnostre pas sobre lescalfament global i leventualcanvi del clima, valorar la informaci elaboradaarreu que pugui ser aplicable a Catalunya, de-1. De langls Intergovernmental Panel on Climate Change.


tectar les llacunes de coneixement existents, i ferpropostes sobre les diferents opcions a seguir decara al futur.

El llibre que teniu a les mans s el resultat deltreball de tots aquests experts. Com el lectorpodr comprovar, el text reflecteix lheteroge-netat del coneixement que a hores dara tenimsobre el canvi climtic al nostre pas. En gene-ral, Catalunya no t una tradici consolidada derecerca en lmbit de la climatologia i, per tant,hi ha un considerable dficit de coneixementsobre aspectes importants daquesta disciplinaen la nostra rea geogrfica, que la intensa feinafeta durant els darrers anys no ha aconseguitpalliar.

El gruix de linforme t com a principal objec-tiu analitzar els impactes i les possibles mesu-res dadaptaci en diferents sectors dactivitateconmica. Com el lector podr comprovar,aquest apartat tamb mostra heterogenetats en el tractament i lavaluaci del fenomen, jaque mentre alguns sectors tenen una llarga tra-dici i un bon coneixement de la incidnciadels canvis ambientals en el seu funcionament,altres estan en una situaci ben incipient. Lin-forme acaba amb tres captols dedicats a aportaruna visi de lestructura i els compromisos nor-matius en lmbit del canvi climtic, i amb unapinzellada sobre la percepci socials dels te-mes de lescalfament de latmosfera i el canvi delclima.

s molt difcil pretendre que un estudi daques-tes caracterstiques doni una visi completa i ex-haustiva de tots els aspectes en qu el canvi cli-mtic influencia el nostre pas. No obstant aix,s que pot donar molts indicis. Crec que shaaconseguit plenament, i que linforme presentaclarament com estaven les coses en el momentde tancar la redacci del text, al voltant de la tar-dor de 2003 (cal assenyalar, per, que algunsdels captols shan actualitzat amb la informacigenerada lany 2004). Amb la publicaci de lin-forme acaba el comproms assumit per tot

aquells que hem participat en aquest projectetan engrescador. No obstant aix, en un futur nogaire lluny, potser daqu a uns cinc anys, cal-dr tornar a elaborar un informe semblant quepermeti incorporar el progrs en el coneixementdel canvi climtic i que, al mateix temps, perme-ti estudiar levoluci del Principat respecte aaquest fenomen.

Qualsevol treball daquesta envergadura ha da-cabar, en justcia, amb un captol dagraments.En primer lloc, doncs, vull manifestar el meuprofund agrament als autors dels diversos cap-tols. Amb alguns dells muneixen lligams decollaboracions passades. Altres els he conegut,justament, en motiu daquest projecte. Tothomha respost produint un treball amb rigor i quali-tat, complint terminis i expectatives.

Sense lencrrec fet pel Consell Assessor per alDesenvolupament Sostenible de Catalunya(CADS) i el seu suport material, tcnic i hum,aquest treball no shauria dut a terme. Per tant,el meu agrament ms profund als consellers delCADS que van creure en la importncia daquestestudi i van aprovar lencrrec de realitzar-lo, aen Jordi Rod i en Joan Roca, exdirector i actualdirector del CADS respectivament, i a lArnauQueralt, coordinador tcnic del consell, aixcom a la resta de lequip hum daquest organis-me, que lhan impulsat i lhan portat de bracetfins la seva publicaci.

Durant lelaboraci del treball hem comptat ambel suport del Servei Meteorolgic de Catalunya,per la qual cosa voldria fer extensiu el meuagrament al Sr. Oriol Puig i al Sr. Joan Pallis.LInstitut dEstudis Catalans s, juntament ambel CADS, coeditor daquest llibre per tambvull agrair el suport proporcionat per lIEC, ins-tituci de la qual tinc lhonor de ser membre,per la seva contribuci a la gesti del projecte ide la seva publicaci, a ms del suport admnis-tratiu i informtic. Tamb la Sra. Neus Portet,actualment al Centre de Recerca Matemtica, haresolt amb eficincia totes les qestions admi-

Introducci Josep Enric Llebot

14


El canvi climtic a Catalunya Introducci

15

nistratives, ha mantingut la web i ha facilitat lacomunicaci entre els autors, tots els quals es-tem molt agrats per la seva tasca.

Finalment, agraeixo molt especialment la sensi-bilitat de la Fundaci Caixa de Sabadell, lobraSocial de Caixa Tarragona i de la Fundaci Caixa

de Girona, que han comprs la importncia da-questa estudi i nhan cofinanat ledici.

Josep Enric LlebotDirector de lInforme sobre el Canvi Climtic a Catalunya


A. La cincia del canvi climtic


A1. El sistema climtic

Josep Enric LlebotDepartament de FsicaUniversitat Autnoma de BarcelonaMembre de lInstitut dEstudis Catalans

Josep Enric Llebot (Barcelona, 1953) s doctor en Cincies Fsiques per la Universitat Autnoma deBarcelona. Ha estat catedrtic de Fsica de la Matria Condensada a la Universitat de Girona i actual-ment s catedrtic de la mateixa rea a la Universitat Autnoma de Barcelona. Fou deg de la Facultatde Cincies de la Universitat Autnoma de Barcelona (1991-1993) i de la Facultat de Cincies Experi-mentals de la Universitat de Girona (1994-1995), des don impuls els estudis de cincies ambientals.Fou liniciador de lInstitut de Medi Ambient a la Universitat de Girona i, posteriorment, director delCentre dEstudis Ambientals de la Universitat Autnoma de Barcelona. Des de 1995 i fins lany 2002fou secretari cientfic de lIEC, i actualment s membre del Consell directiu de Copernicus, membre delConsell Assessor per al Desenvolupament Sostenible de Catalunya (CADS) i del Consell assessor de se-guiment i avaluaci del tercer pla de recerca de la Generalitat de Catalunya. Dirigeix la revista electr-nica Ecotropia i la collecci Monografies de medi ambient de Rubes editorial. Ha publicat a prop dunavuitantena darticles cientfics sobre termodinmica de processos irreversibles i sobre fsica ambiental iuns quants llibres docents, cientfics i de divulgaci entre els quals destaca la publicaci en catal dedues obres: Els fluids de la vida (1996) i El canvi climtic (1998). Ha rebut un accssit al premi Divulgade la Fundaci La Caixa (1986), el premi Fundaci Enciclopdia Catalana (1991) i el Premi Prat de laRiba de lIEC (2000).


Sntesi 23

A1.1. Introducci 25

A1.2. El sistema climtic 25

A1.2.1. Meteorologia versus climatologia 25

A1.2.2. Els components del sistema climtic 27

A1.2.2.1. Latmosfera 27

A1.2.2.2. La hidrosfera 27

A1.2.2.3. La criosfera 28

A1.2.2.4. La litosfera 29

A1.2.2.5. La biosfera 29

A1.2.3. Lefecte dhivernacle i la variabilitat climtica 29

A1.2.4. Les retroaccions del sistema climtic 33

A1.2.4.1. Retroacci de Stefan-Boltzmann 34

A1.2.4.2. Retroacci del vapor daigua 34

A1.2.4.3. Retroacci gel-albedo 35

A1.2.4.4. Retroacci per lemissi dona llarga i levaporaci als oceans 36

A1.2.4.5. Retroacci dels nvols 37

A1.2.4.6. Retroaccions biogeoqumiques 37

A1.3. Anlisi cientfica del canvi climtic 38

A1.4. Escenaris climtics 39

A1.5. Els models del clima 40

A1.6. Lescalfament global i altres canvis 44

A1.7. Patrons climtics i teleconnexions 47

A1.8. Incerteses i possibles millores en relaci amb la simulaci del canvi climtic 47

A1.9. Conclusions 49

Referncies bibliogrfiques 49

El sistema climtic Josep Enric Llebot

22


Sntesi

En aquest captol introductori es fa una breumenci als aspectes cientfics ms generals rela-cionats amb la qesti de lescalfament global idel canvi climtic, sense particularitzar en Cata-lunya. A la resta de linforme es focalitza lestudien tot all relacionat amb el canvi climtic i laseva afectaci i relaci amb el Principat.

El sistema climtic fou definit en un documentelaborat pel GARP (Global Atmospheric ResearchProgram) de lOrganitzaci Meteorolgica Mun-dial, lany 1975, com el sistema format per lat-mosfera, la hidrosfera, la criosfera, la litosfera i labiosfera. Posteriorment, el Conveni Marc de lesNacions Unides sobre el Canvi Climtic, signat aRio de Janeiro lany 1992, defineix el sistema cli-mtic com latmosfera, la hidrosfera, la biosfera ila geosfera i les seves interaccions. Mentre queambdues definicions sn molt semblants, la da-rrera posa mfasi en les interaccions, un dels tretsms caracterstics del sistema climtic. Latmosfe-ra, el sl, els oceans, la superfcie de laigua, la su-perfcie coberta pel gel i la neu, i la vegetaci i al-tres ssers vius a loce i al sl, estan fortamentacoblats, i justament aquest acoblament fa moltcomplicada la comprensi de com funciona elsistema i fa difcil la seva modelitzaci.

Aquests acoblaments produeixen els mecanismesde retroacci o feedback, que sn una de les caracte-rstiques ms significatives del sistema climtic.Una retroacci s, en general, un mecanisme mit-janant el qual el resultat duna pertorbaci modi-fica la prpia pertorbaci que lha originat. Conse-qentment, el resultat pot ser una amplificaci(retroacci positiva) o un esmortement (retroac-ci negativa). El sistema climtic mostra ambds ti-pus de retroaccions. En aquest captol es descriuenles ms importants i sen quantifica la magnitud.

Per modelar i, per tant, obtenir prediccions so-bre levoluci futura del clima es fa imprescindi-

ble saber quina ser la composici atmosfricaen el futur. Com que aix s impossible de sa-ber, el Grup Intergovernamental dExperts sobreCanvi Climtic (IPCC) ha elaborat un conjuntdescenaris a partir dindicadors basats en supo-sicions sobre levoluci demogrfica, ls i levo-luci de la tecnologia i de leconomia. A partirdaquests indicadors selaboren escenaris possi-bles demissions els quals, en definitiva, porten auna determinada composici de latmosfera.Tots els models utilitzen els mateixos escenaris,la qual cosa permet comparar-ne fcilment elsresultats i, per tant, estimar la fiabilitat de lesprediccions.

Hi ha levidncia experimental de la variaci dela composici atmosfrica (pel que fa als gasoscausants de lefecte dhivernacle) i tamb hi haproves que el senyal de la pertorbaci antrpicasha pogut separar de la variabilitat climtica na-tural, si ms no pel que fa a la temperatura mit-jana superficial, cosa que indica que alguns can-vis sestan produint. La magnitud i la dinmicadaquests canvis encara s incerta, aix com la-valuaci dels seus impactes. Tots els escenarispreveuen un augment de la concentraci de ga-sos amb efecte dhivernacle durant el segle XXI i,com a conseqncia, tots els models preveuenun augment global de la temperatura superficiali del nivell del mar, un creixement de la variabi-litat climtica, i que les taxes daquests augmentspoden disminuir si las concentracions de gasoscausants de lefecte dhivernacle a latmosferadisminueixen la seva taxa de creixement.

Per tal de poder fer anlisis locals detallades delsimpactes associats a lescalfament global cal dis-posar deines de predicci amb una major reso-luci del que avui es disposa. Una de les lniesde treball ms importants de cara al futur a Cata-lunya en particular s desenvolupar un downsca-ling o regionalitzaci dels models.

El canvi climtic a Catalunya El sistema climtic

23


A1.1. IntroducciLa intervenci humana sobre la Terra s tan an-tiga com la mateixa humanitat, tot i que les esca-les temporals i espacials daquesta intervencihan canviat al llarg de la histria. La disponibili-tat de recursos, levoluci de la tecnologia i lescontnues variacions de determinats factors so-cioeconmics i demogrfics expliquen, moltesvegades, els canvis i les dinmiques dels assenta-ments humans, de la mateixa manera que sndeterminants per entendre les intervencions an-trpiques sobre el territori i la problemtica queafecta i ha afectat el medi ambient.

Aquest captol, per, no tracta dels canvis am-bientals generats per levoluci social i econmi-ca moderna fenomen que els experts han ano-menat canvi global, sin que pretn fer unarevisi breu i concisa de tots els elements cient-fics generals que configuren un dels elementsdaquest canvi global, probablement el que ac-tualment repercuteix menys per que t gran ca-pacitat dincidir de cara al futur: el canvi climticdorigen antrpic. Cal precisar, per, que aques-ta revisi t un carcter molt general, ja que laresta de captols daquest llibre, a banda dapro-fundir en molts dels aspectes que aqu nomssesmenten, es concentrar en all que fa refe-rncia especfica a Catalunya.

A1.2. El sistema climticLestudi del clima, per la seva complexitat, re-quereix un coneixement profund del sistema cli-

mtic, el qual al seu torn, est configurat percinc subsistemes estretament interrelacionats.En aquest apartat, i desprs duns apunts con-ceptuals en relaci als termes meteorologia i cli-matologia, es descriu breument cada un da-quests subsistemes: latmosfera, la hidrosfera, lalitosfera, la criosfera i la biosfera.

Igualment, es tracta de la variabilitat climtica idels factors que la poden explicar, entre els qualscal destacar els gasos amb efecte dhivernacleemesos per lhome, i, finalment, sanalitzen lesretroaccions, s a dir, els processos dacobla-ment entre les diverses parts del sistema clim-tic, generalment complexos i freqentment nolineals.

A1.2.1. Meteorologia versus climatologiaEls mots meteorologia i climatologia sn objec-te, molt sovint, dun s poc correcte, per la qualcosa s important iniciar aquest apartat amb unabreu precisi conceptual sobre aquests dos ter-mes.

La meteorologia s la cincia que estudia els me-teors atmosfrics, s a dir, que t com a objectiuel coneixement de la fsica de latmosfera i delsmeteors que shi produeixen i el seu comporta-ment en el temps (per poderne preveure, aix,levoluci).

La climatologia s, textualment, la cincia del cli-ma. s a dir, la cincia que estudia els factors que


25


produeixen el clima els climes de la Terra, elsseus elements, la distribuci dels diversos climessobre la superfcie del planeta i la seva influnciasobre els ssers vius. Per comprendre plenamentaquesta definici, per, cal establir qu sentnper clima. Aix, el clima dun determinat indrets el temps mitj, s a dir, les propietats estads-tiques de latmosfera i de loce, si escau, en unperode temporal llarg i en una regi geogrficadeterminada. Per tant, t sentit parlar de la cli-matologia duna regi, duna comarca i fins i totduna ciutat per, en contra del que es fa habi-tualment, no t sentit parlar de la climatologiadun dia o dun cap de setmana.

El comportament de latmosfera segueix uneslleis fsiques ben conegudes i conceptualmentno gaire complexes, tot i que complicades duti-litzar ats el gran nombre de variables que hi intervenen. Per tal de determinar lestat de lat-mosfera, aquestes lleis sescriuen en forma de-quacions diferencials amb derivades parcialsque no tenen una soluci analtica i que shan deresoldre numricament mitjanant ls deinesde clcul digital: s el que coneixem com a mo-dels meteorolgics, els quals donen lloc a la pre-dicci meteorolgica ordinria.

Els models meteorolgics fan prediccions per auns intervals horaris determinats (per exemple,de 6 hores, de 12, de 18 o de 24). Naturalment,com ms llarg s linterval sobre el que selaborala predicci ms imprecisos sn els seus resultats.Aquest procediment actualment sol abastar fins a set o deu dies, perode que es considera com un dels lmits temporals prctics a lhora de for-mular prediccions meteorolgiques. Aix doncs,rigorosament, la climatologia comena on acabala meteorologia, s a dir, a partir de perodes de temps superiors a la setmana. Tanmateix, aixs nicament en sentit estricte, ja que la informa-ci climtica sol ser mensual, estacional, anual ofins i tot de perodes ms llargs.(Peixoto, 1992).

Laltra caracterstica de la informaci climticas lescala espacial a la qual es refereix, que acos-

tuma a ser la regional o estatal. Malgrat que hi hahbitats molt especfics i concrets, de dimen-sions ms redudes, normalment les caractersti-ques ambientals abasten una regi o un pas, perla qual cosa la mitjana climtica espacial es fa aaquesta escala, amb un entorn que presenta ca-racterstiques i tendncies semblants o homolo-gables.

Encara que s molt important disposar de pre-diccions meteorolgiques acurades, tamb snecessari disposar dinformaci prospectiva so-bre el futur del clima, tant a escala general com anivell ms particular. Pot semblar que si es dis-posa de mecanismes sofisticats de predicci me-teorolgica, la predicci climatolgica t el ma-teix nivell defectivitat, per aix no s cert. Si bles lleis fsiques que governen el temps meteoro-lgic sn les mateixes que determinen el temps aun termini llarg, la incertesa de les prediccionsclimatolgiques s molt ms gran ja que el cli-ma, tot i ser dependent de les mateixes variablesque els models meteorolgics, tamb ho s delevoluci dinmica dunes magnituds que sesuposen constants en els models meteorolgics.De la mateixa manera, tamb depn desdeveni-ments singulars, com les erupcions volcniques,que sn molt difcils de predir amb antelaci.

A banda de les variacions naturals que es puguinproduir en les condicions climtiques, les activi-tats humanes tamb tenen una influncia im-portant en la composici de latmosfera i de labiosfera i, per tant, afecten el comportament delclima. Per fer prediccions climtiques, doncs,caldr saber quines seran en el futur les influn-cies antrpiques al clima. Aix implica conixer,per exemple, el volum de gasos amb efecte dhi-vernacle que semetr a latmosfera, el ritme enqu es produiran aquestes emissions, el consumdenergia i la tecnologia que far s daquestaenergia. Al seu torn, aquestes variables depenendaltres elements, com levoluci de la poblacimundial i el nivell de desenvolupament que sas-soleixi a escala global. Hi ha, per tant, un grauimportant dincertesa sobre aquests elements


26


que determinen de forma central la previsi delcomportament del clima i que, en canvi, afectenpoc la previsi meteorolgica.

A1.2.2. Els components del sistema climticTal i com sha apuntat a linici de lapartat A1.2,el sistema climtic est configurat per cinc com-ponents o subsistemes: latmosfera, la hidrosfe-ra, la litosfera, la criosfera i la biosfera. Aquestssistemes sn oberts, s a dir, intercanvien cons-tantment matria i energia entre ells, i s jus-tament el progrs en la comprensi daquests intercanvis el que permet progressar en la com-prensi i la modelitzaci del clima. A continua-ci es descriu breument cada un daquests cinccomponents del sistema climtic.

A1.2.2.1. LatmosferaLatmosfera terrestre s el component ms im-portant del sistema climtic, aix com el ms va-riable en el temps i lespai (amb un temps carac-terstic de resposta que va de dies a setmanes).La seva composici s un factor clau determi-nant del clima terrestre, ja que la interacci delsgasos atmosfrics amb la radiaci solar i la radia-ci terrestre caracteritza els fluxos denergia atravs del sistema climtic.

Latmosfera t una massa de 5,14 1018 kg, ques relativament petita en comparaci amb lamassa de la hidrosfera (1,39 1021 kg) i de la li-tosfera (5,98 1024 kg). Laire sec, sense vapordaigua, s bsicament una mescla de nitrogen(78,08% o 780.840 ppm) i oxigen (20,95% o209.460 ppm). El segent gas ms abundant slarg (0,93% o 9.340 ppm). La resta de consti-tuents atmosfrics, molt importants per a lab-sorci i lemissi denergia radiativa, represen-ten, conjuntament, menys dun 1% en volum dela massa atmosfrica total. Un daquests gasos sel vapor daigua, que est a latmosfera en quan-titats variables per que representa, en termes mit-jans, un 3,3 10-3 % de la massa atmosfrica to-tal (s a dir, aproximadament 1 de cada 100.000parts de laigua que hi ha al sistema climtic). Al-tres gasos sn el dixid de carboni (5,3 10-7 %,

o 368 ppm), loz (6,42 10-7%, o 0,1-0,01 ppm)i el met (2 10-4%, o 1,75 ppm). Tot i que entermes generals la composici atmosfrica ro-man constant des de fa milers danys, la concen-traci daquests compostos ms minoritaris elsanomenats gasos traa ha canviat molt des delpoca preindustrial.

La temperatura de latmosfera s el parmetreclimtic per excellncia. La temperatura mitja-na de la superfcie terrestre s de 15C. Els ex-trems de temperatura superficial assolits i regis-trats corresponen la ms freda a 89C, assolidaa la base antrtica de Vostok (situada a 3.450metres sobre el nivell del mar) i la ms calenta aAl Aziziyah, a Lbia, on es varen enregistrar58C de temperatura. Aquestes temperaturesextremes, doncs, mostren la variaci de la tem-peratura des dels trpics fins els pols.

La temperatura mitjana a la zona ms alta delestratosfera s de prcticament 0C. Un temainteressant, que ha motivat sovint els cientfics,s saber la causa daquest comportament trmictan sorprenent de lestratosfera. Es pensa que elsprocessos de formaci doz (a partir de loxigenmolecular i de loxigen atmic produt per la ra-diaci solar) i de destrucci daquest mateix gas(desprs dhaver absorbit radiaci solar ultravio-lada) retenen lenergia solar a lestratosfera, cosaque explica la seva peculiar estructura trmica.

A1.2.2.2. La hidrosferaLa hidrosfera cont tota laigua en fase lquidadel planeta i inclou, per tant, els oceans, els llacsinteriors, els rius i les aiges subterrnies. La hi-drosfera s laltre subsistema important en elsestudis climtics, ja que absorbeix la major partde la radiaci solar incident i, per la seva massa(molt gran, concretament de 1,39 1021 kg) icapacitat calorfica, constitueix una ingent reser-va denergia solar.

Els llacs, els rius i les aiges subterrnies sn ele-ments essencials per a la branca terrestre del ci-cle hidrolgic, la qual constitueix un factor cru-


27


cial del clima global. Igualment, presenten unamarcada influncia sobre el clima en una dimen-si regional i local.

A causa de la seva inrcia, els oceans actuen comun element regulador de la temperatura que ac-tua des duna escala estacional (s a dir, de me-sos) fins a una escala de segles i millenis. Loces un element climtic essencial, com ho demos-tra el fet que la meitat de lenergia que es trans-porta de lequador vers els pols provingui delmoviment dels oceans. Aix mateix, laigua tuna gran inrcia mecnica i tendeix a estratifi-car-se. En aquest sentit, els oceans presentenuna capa superficial ben barrejada, dun gruixdentre 100 i 200 metres, que est separada de laresta de la massa daigua per una zona de transi-ci, anomenada termoclina. Aquesta part supe-rior de loce s, precisament, la ms activa.Daltra banda, en els oceans la temperatura dis-minueix amb la fondria, des duna temperaturagaireb com la temperatura atmosfrica a la su-perfcie fins a la temperatura de fusi del gel. Persota la termoclina la temperatura de loce sprcticament constant.

Laigua del mar cont minerals, i per determi-nar-ne la quantitat sutilitza com a parmetre lasalinitat de laigua, que es defineix com la quan-titat de sals (expressada en grams) dissolts perquilogram daigua (es tracta bsicament de salsde sodi i de clor). La salinitat de loce assoleixvalors compresos entre els 25 i els 40 g kg-1 i va-ria sistemticament amb la latitud. Daquestamanera, doncs, a latituds baixes (a les rees tro-picals) la salinitat a la superfcie s ms alta, jaque levaporaci s ms gran que la precipitaci.A les latituds mitjanes i altes, en canvi, la preci-pitaci daigua dola supera levaporaci i la sali-nitat de laigua s baixa. Finalment, cal apuntarque la salinitat s, juntament amb la temperatu-ra, la principal variable que caracteritza la densi-tat de laigua del mar.

Latmosfera i els oceans estan fortament acoblatsi interaccionen en moltes escales espacials i tem-

porals intercanviant energia, vapor daigua i ve-locitat (a travs de la precipitaci i levaporaci oamb lacci del vent que modula els movimentsde laigua superficial dels oceans, tan importantsper als intercanvis comercials i els assentamentshumans). Tanmateix, la circulaci de laiguadels oceans s molt ms lenta que la circulaciatmosfrica, i segueix uns patrons de movimentque es mantenen durant molt temps. En aquestamateixa lnia, en els moviments ocenics la tur-bulncia s molt inferior que a latmosfera. Pertot aix, lescala de temps en qu reaccionen elsoceans s molt ms lenta que els temps caracte-rstics dels fenmens atmosfrics. En efecte, eltemps de resposta de loce varia entre les setma-nes i els mesos, quan es parla de moviments su-perficials daigua, i fins a segles o millenis siparlem de les aiges profundes. Aquesta s unacaracterstica molt important que sha de teniren compte a lhora de estudiar els models devo-luci del clima.

A1.2.2.3. La criosferaLa criosfera est formada per tot el gel situat aprop de la superfcie terrestre i inclou els gels deGroenlndia (8,6%) i de lAntrtida (89%), al-tres glaceres continentals i camps de neu. Caldestacar especialment que el 2% de laigua de laTerra est gelada (un 80% del qual correspon aaigua dola) i que actualment el gel cobreixl11% del territori continental i el 7% dels oce-ans. En termes absoluts aix vol dir que el gelcobreix uns 23 milions de quilmetres quadratsde la superfcie marina, les clapes de gel 16 mi-lions de metres quadrats de superfcie terrestre ila neu, amb una forta component estacional,uns altres 50 milions ms.

Els canvis estacionals a la criosfera produeixengrans variacions anuals i interanuals de lescalfa-ment dels continents ats els canvis en el valorde la reflexi respecte la radiaci solar. A causade la seva baixa conductivitat trmica els gels ac-tuen com alladors trmics, evitant lemissi alatmosfera de considerables quantitats de radia-ci. Lextensi dels grans camps de gel no varia


28


de forma prou rpida com per afectar el clima enuna escala estacional o interanual. Tanmateix,juga un paper important en el clima per a escalesde temps de milers danys, i les seves variacionssutilitzen en lanlisi dels perodes glacials i in-terglacials.

A1.2.2.4. La litosferaLa litosfera est formada pels continents i el fonsdels oceans. La relaci entre la terra emergida,que actualment ocupa el 30% de la superfcie terrestre, i els oceans ha anat canviant al llarg dela histria de la Terra, i s un factor importantper a la determinaci del clima global. El 70%de la terra emergida est a lhemisferi nord, iaquesta asimetria entre lhemisferi nord i lhe-misferi sud s la causa de diferncies significati-ves en el clima. Lorientaci de les muntanyes ila seva distribuci tamb t conseqncies cli-mtiques.

De tots els components del clima, la litosfera sel que presenta un temps de resposta ms llarg sisexclou la fina capa superficial del sl que res-pon als canvis trmics de latmosfera i loce. Pelque fa als temps geolgics propers, la litosferapot considerar-se com constant. La interacciamb latmosfera es produeix amb lemissi departcules de pols o aerosols i, de forma violenta,amb les erupcions volcniques. Els aerosolsexerceixen una acci rellevant a latmosfera, so-bretot pel que fa alabsorci i reflexi de la radia-ci i, per tant, tenen un efecte important sobre elclima. Tamb levoluci de les conques oceni-ques s un factor que afecta la variaci del nivelldel mar a les zones costaneres, un dels impactesms importants i polmics de les previsions so-bre el canvi climtic.

A1.2.2.5. La biosferaLa biosfera cont la coberta vegetal i la faunacontinental. La vegetaci determina la capacitatdel sl de retenir aigua i caracteritza levaporacii lalbedo superficial. La fotosntesi i la respiracivegetal sn responsables de la incidncia fona-mental de la biosfera en el cicle del carboni.

Globalment, la biosfera s molt sensible als can-vis en el clima, cosa que ha perms obtenir moltainformaci sobre el clima del passat a travs, pre-cisament, de lestudi de les restes fssils. Tot i quela vegetaci i les condicions del sl tenen una cla-ra influncia sobre el clima, lefecte recproc tuna importncia cabdal, tant per a la biosfera engeneral com, ms concretament, per als humans(que en depenem completament per resoldre lesnostres necessitats alimentries). No cal oblidar,per tant, que la temperatura i la humitat establei-xen lmits a ls del sl i sn claus pel desenvolu-pament de la vegetaci i de lagricultura (enaquest sentit, cal tenir present que aproximada-ment un ter de la superfcie terrestre emergidasutilitza per a cultius i per al creixement dani-mals, un ter s tundra o desert, i un ter corres-pon als boscos.) Tanmateix, tampoc podem pres-cindir de levidencia que el paisatge del nostremn no s nicament conseqncia del clima,sin que en bona part s resultat de les activitatshumanes, les quals han intervingut directamenten la utilitzaci del sl, lelecci del tipus de vege-taci o conreus i en la distribuci dusos del terri-tori, modulant i essent modulades pel clima.

Entre els diferents elements que componen elclima es donen mltiples interaccions fsiques,qumiques i biolgiques en escales temporals iespacials molt diverses, la qual cosa fa que el sis-tema climtic sigui extraordinriament complex.

A1.2.3. Lefecte dhivernacle i la variabilitat cli-mticaLa font denergia que mou el sistema climtic sla radiaci solar. La figura A1.1 (Kiehl i Tre-berth, 1997) mostra el balan de radiaci globala la superfcie terrestre. La superfcie terrestre ilatmosfera tamb emeten radiaci electromag-ntica, depenent de la seva temperatura. Per talque el clima sigui estable, hi ha dhaver un ba-lan de radiaci entre la radiaci solar incident ila radiaci emesa per la Terra.

Daltra banda, i com ja sha apuntat abans, lat-mosfera cont diversos gasos traa que absorbei-


29


xen i emeten radiaci electromagntica a la ban-da infraroja de lespectre. Aquests gasos, que re-ben el nom de gasos amb efecte dhivernacle, ab-sorbeixen part de la radiaci terrestre donallarga procedent de la superfcie i de latmosfera,i tamb emeten radiaci infraroja en totes direc-cions, en particular cap a la superfcie terrestre,produint un escalfament de la temperatura delplaneta. Aquest s el procs conegut com efectedhivernacle.

Quan es parla de variabilitat climtica es fa refe-rncia a les variacions del clima respecte de les-tat mitj de latmosfera, en totes les escales tem-porals i espacials, que siguin dinters climtic.La variabilitat climtica pot produir-se per cau-ses externes al sistema climtic (variabilitat ex-terna), com el canvi de les caracterstiques orbi-tals de la Terra al voltant del sol o la variaci delenergia rebuda del sol, o per causes internes(variabilitat interna), com la modificaci de lacomposici de latmosfera.

Laportaci denergia que fa el sol s fonamentalper al clima, per la qual cosa per entendre tantels canvis que ha experimentat el clima en elpassat com els que podria experimentar en el fu-

tur cal conixer quines variacions es produeixenen la radiaci procedent del sol. La radiaci solarcontribueix de forma molt substancial a lano-menada variabilitat natural del clima, s a dir, lavariaci que aquest experimenta per causes na-turals no antrpiques (entre les quals tamb calincloure les erupcions volcniques).

A mitjans del segle XIX, el matemtic francs Jo-seph A. Adhmar, motivat per lestudi de les gla-ciacions i llur causes, va formular la hiptesi queaquestes podrien sser degudes a les variacionsdintensitat de les estacions provocades per fac-tors astronmics. Lastrnom Milutin Milanko-vitch va refinar i formalitzar la hiptesi entre elsanys 1920-1930, i va proposar un mecanismeastronmic que constava de tres components: lainclinaci de leix de rotaci de la Terra, la formade lrbita terrestre i la precessi de leix de rota-ci de la Terra.

En relaci al primer component, leix de rotacide la Terra, actualment presenta una inclinacide 23,5 respecte la perpendicular al pla de lr-bita terrestre al voltant del sol. Durant un any, laorientaci de leix roman prcticament constant.Al llarg del temps, per, aquesta inclinaci fluc-


30

Figura A1.1. Balan de radiaci solar. Font: Kiehl, J.T. i K.E.Trenberth, 1999.


tua poc a poc des de 21,5 fins a 24,5, amb unperode de 41.000 anys. La inclinaci de leix derotaci amb el pla de lrbita s la causa que hihagi estacions. Com ms gran s aquesta inclina-ci ms grans sn els canvis estacionals, s a dir,els estius sn ms clids i els hiverns ms rigo-rosos.

El segon factor que tamb afecta les caracters-tiques de les estacions s la forma de lrbita terrestre. Amb un perode de 100.000 anys, lr-bita es fa ms ellptica o ms circular. El par-metre que mesura lellipticitat de lrbita s lex-centricitat, que consisteix en el quocient entre lalongitud de leix gran i de leix petit de lellipse.Per a una circumferncia, un cas particular i tri-vial dellipse, la excentricitat s 1, mentre queper a una ellipse lexcentricitat s un nmeroms gran que 1. En augmentar lexcentricitat delrbita, augmenta la diferncia de distncies en-tre la Terra i el sol en els seus punts ms prximi ms allunyat, amb qu sintensifiquen tambles estacions en el cas de creixement de lexcen-tricitat i es moderen en laltre.

Actualment, la Terra arriba al punt ms allunyatdel sol a lhivern de lhemisferi sud, per la qualcosa els hiverns australs sn una mica ms fredsi els estius una mica ms clids que els correspo-nents de lhemisferi nord.

El tercer factor astronmic introdut per Milan-kovitch s la interacci entre els efectes de la in-clinaci i lexcentricitat: la precessi orbital quecorrespon a la rotaci al voltant de leix perpen-dicular al pla de lrbita, amb un perode de23.000 anys. La precessi s el moviment quedetermina si lestiu en un hemisferi correspon aun punt proper o allunyat de lrbita al voltantdel sol.

Els clculs realitzats per Milankovitch sobre lac-ci combinada daquests tres factors el portarena preveure que induen variacions suficients enla radiaci solar que arriba a la Terra com perpermetre que les grans masses de gel avancin o

retrocedeixin i, per tant, configurin all que esconeix com a perodes glacials. En el moment deformular aquesta hiptesi, per, no es disposavade cap registre independent de les glaciacionsque la pogus confirmar (registre existent ac-tualment grcies a mtodes de dataci i caracte-ritzaci dels perodes climtics independents).Per tant, avui es creu que les variacions astron-miques sn un dels factors essencials per a en-tendre levoluci dels climes del passat.

Hi ha un altre factor que afecta levoluci del cli-ma si b en una escala temporal diferent, moltms petita, que les variacions associades als can-vis orbitals proposats per Milankovitch. Ens re-ferim a la variaci de la radiaci emesa pel solcom a conseqncia de lactivitat solar. Les pri-meres indicacions sobre una activitat solar can-viant daten de lany 1843, quan un farmacuticalemany, observador astronmic aficionat, vaanunciar que el nombre de taques fosques visi-bles al disc solar semblava seguir un cicle de 10anys. Rudolf Wolf, director de lobservatori deZuric, a mitjans del segle XIX va seguir levolucidiria del nombre de taques solars i compil lahistria recent del nombre de taques solars basa-da en arxius histrics que abasten un perodedaproximadament dos segles.

Amb totes les reserves que una anlisi daquesttipus pugui induir, el que es va obtenir va ser unregistre de levoluci de les taques solars des delsinicis del segle XVII. La grfica del cicle de taquessolars des de lany 1610 mostra que el nombrede taques ha oscillat des daproximadament el1715. Durant els tretze cicles de dades fidedig-nes recollits des de 1848, la longitud del cicle havariat entre els 10 i els 12 anys. Lamplitud delcicle, s a dir, el nombre de taques solars, shamostrat menys regular, oscillant entre les 45 ta-ques dels anys 1804 i 1818 fins a un mxim de190 taques el 1957.

Les variacions regulars del cicle de taques solarsexperimenten un comportament singular justa-ment al comenament, entre els anys 1645 i


31


1715. Durant aquest perode s notable labsn-cia de taques, la qual cosa sassocia a un mnimde lactivitat solar i, en conseqncia, a una da-vallada en lenergia procedent del sol. Aquestperode histric, des del punt de vista climtic,sanomena el mnim de Maunder, en honor delastrnom britnic E. Walter Maunder, que enva fer notar lexistncia. Aquest mnim va tenirlloc entre el segle XVI i linici del segle XVIII, en unperode de temps caracteritzat per temperaturesnotablement baixes que, per aquest mateix mo-tiu, va rebre el nom de Petita edat de gel. Tot ique la relaci causa-efecte entre ambds fen-mens s altament especulativa, no deixa de seruna hiptesi interessant que confirma la correla-ci entre variacions de la radiaci solar i algunsepisodis climtics.

La recerca de dades sobre lactivitat passada delsol no es limita als registres histrics. Aix, perexemple, existeix un registre notablement llargde lactivitat solar encapsulat en les concentra-cions histriques del carboni 14, istop radioac-tiu del carboni 12. La producci del carboni 14a latmosfera terrestre est determinada pel fluxde partcules que formen part dels raigs csmicsgalctics, procedents en bona part de lexteriordel sistema solar. Lactivitat solar, que caracterit-za el camp magntic de lestel modula el nombrede partcules que entren a latmosfera terrestre i,per tant, la quantitat de carboni 14 existent enun perode climtic concret pot associar-se auna determinada activitat solar.

Les plantes, en la fotosntesi, absorbeixen dixidde carboni, s a dir, absorbeixen toms de car-boni. El carboni absorbit cont carboni 12, pertamb altres istops en proporcions que depe-nen directament de la seva presncia a latmosfe-ra. Per tot aix, s possible establir un registreindirecte de lactivitat solar durant els ltimsmillenis estudiant la concentraci relativa decarboni 14 en els anells dels arbres ms vells.

Aquests estudis varen permetre constatar, sensecap mena de dubte, que el mnim de Maunder

coincid amb les espectaculars reduccions en lac-tivitat solar. A ms, es va observar que aquest epi-sodi dactivitat solar especialment baixa no va sernic: un altre episodi, el mnim de Sprer, va tenirlloc entre 1450 i 1550. Aix mateix, es va produirun llarg perode dactivitat solar entre els anys1100 i 1250, que va coincidir amb un clima clidque probablement va possibilitar els viatges delsvkings entre Groenlndia i Amrica del Nord. Siaquestes variacions regulars de lactivitat solar fos-sin certes i continuessin produint-se, probable-ment durant el segle XX shauria dhaver produtun altre perode de calma en lactivitat solar i, pertant, un perode de refredament del clima.

No s per fins fa poc ms de trenta anys que est un registre instrumental de les variacions de laconstant solar a partir de mesures proporciona-des per diferents satllits, les quals mostres queanualment la constant solar varia, de mitjana, un0,08% (al voltant de 1,1 Wm-2) entre el mnim iel mxim del cicle solar. Si sajunten les dadesinstrumentals, convenientment calibrades entreelles, i les dades assimilades comentades ante-riorment sobt la figura A1.2, on sobserva uncanvi continu de la constant solar i un augmentrelatiu de la mitjana de la radiaci del sol durantels darrers cent anys.

En aquest sentit, i dacord amb els resultats delstreballs realitzats recentment, sembla que des definals dels anys 80 la quantitat de radiaci solarque ha ems el sol ha anat augmentant. Msconcretament, sha pogut determinar que laquantitat de radiaci emesa pel sol durant les fa-ses de menor activitat ha augmentat un 0,05%cada deu anys (Willson, Mordvinov 2003), laqual cosa podria indicar que una part de lescal-fament de latmosfera mesurat podria corres-pondre, justament, a laugment de la radiaciprocedent del sol. No obstant aix, actualmentno es disposa de quantificacions fidedignes de lamagnitud daquest impacte.

Una altra causa dels canvis que ha experimentati que pot experimentar el clima sn les activitats


32


antrpiques. Des de sempre, els ssers humanshan influenciat el seu entorn, per s a partir delinici de la revoluci industrial, fa una micamenys de tres-cents anys, que aquesta influnciaha esdevingut descala planetria i ha arribat aproduir canvis apreciables en la composici delatmosfera (en alguns dels seus elements mino-ritaris).

Aix, per exemple, i tal i com mostra la figuraA1.3, la concentraci de dixid de carboni a lat-mosfera creix amb una taxa daugment dun0,5% anual, com a conseqncia de les activitatshumanes, ls de combustibles fssils i la desfo-restaci.

Les concentracions dels xids de nitrogen (NO iNO2) i de monxid de carboni tamb augmen-ten. Aquests gasos no sn gasos amb efecte dhi-vernacle per, en canvi, sn compostos qumi-cament actius que intervenen en la formacidoz a la troposfera, un gas que ha augmentat laseva concentraci un 40% des dels perodespreindustrials. El NO2 s un bon absorbent at-mosfric, com tamb ho sn els halocarburs (elsCFC), els quals a banda dinduir la desaparicide loz estratosfric, tamb sn gasos amb for-tes bandes dabsorci a la zona infraroja de les-pectre electromagntic. El met (CH4) ha passatduna concentraci mitjana de 700 ppb abans dela revoluci industrial a les 1.750 ppb actuals, elque significa un increment del 150%. Aquest in-crement sha produt com a conseqncia delcreixement de les emissions procedents del trac-tament de residus i de la ramaderia i lagricultu-ra, especialment del cultiu de larrs.

Aix mateix, un altre impacte important associata les activitats humanes s lemissi daerosols,en forma de sulfats, nitrats, pols mineral i sutge.El seu temps de residncia atmosfric s petit, laqual cosa fa que la seva distribuci espacial itemporal sigui molt diversa i que, per tant, esfaci difcil generalitzar. Tot i aix es pensa que te-nen un efecte significatiu en la reflexi de la ra-diaci solar i en la modificaci de les caracters-

tiques dels nvols, la qual cosa influencia el ba-lan radiatiu a la superfcie terrestre.

Una altra causa que influencia la variabilitat cli-mtica sn els canvis en els usos del sl, quecomporten transformacions de les propietats f-siques i biolgiques de la superfcie terrestre,com poden ser lalbedo o levapotranspiraci,per exemple.

A1.2.4. Les retroaccions del sistema climticEls acoblaments que hi ha entre les diferentsparts del sistema climtic sn complexos i fre-


33

Figura A1.2. Reconstruccions de la irradincia solar total. Font: Houghton, 2001.

Figura A1.3. Contingut de CO2 de latmosfera. Font: Elaboraci prpia a partir de dades de CMDL-NOAA.


qentment no lineals. Aquests acoblaments elsdescrivim mitjanant una srie de processosconeguts com retroaccions o feedbacks quenormalment, sn els que determinen la sensibi-litat climtica. Una retroacci s positiva si elprocs incrementa la magnitud de la respostarespecte el senyal que la provoca i s negativa sila redueix.

El concepte de sensitivitat climtica pot usar-seper determinar quins processos climtics han deconsiderar-se primer i quins poden negligir-se,en una primera aproximaci. La sensitivitat potusar-se tamb com una mesura objectiva delscanvis del clima quan es deixa evolucionar unade les variables (eventualment independent) queel controla. Aquests conceptes es poden illustraramb un exemple: es pot pensar quina s la varia-ci de la temperatura mitjana superficial si can-via la constant solar. Doncs b, la temperaturasuperficial no s una funci directa exclusiva-ment de la constant solar sin que depn daltresvariables com sn la quantitat de vapor daigua ialtres gasos causants de lefecte dhivernacle, lanuvolositat, la coberta de gel, la vegetaci, etc. sa dir, un canvi en la constant solar fa variar latemperatura, per la variaci en la temperaturaaugmenta o disminueix levaporaci, la qual cosaaugmenta o disminueix la capacitat dabsorcide radiaci terrestre de latmosfera i, conse-qentment, la temperatura. Aquest s un exem-ple duna retroacci positiva ja que un augmentde la temperatura eventualment produt per lar-ribada de ms radiaci solar s amplificat per unincrement en levaporaci i per un augment de lacapacitat de latmosfera dabsorbir radiaci. Encanvi, la major quantitat de vapor daigua a lat-mosfera com a conseqncia dun primer escal-fament pot propiciar un increment de la conden-saci de nvols, que al seu torn augmentaria lareflexi de la radiaci solar i, per tant, conduiriaa un refredament de latmosfera. Aquest darrer sun exemple de retroacci negativa.

La sensitivitat climtica es defineix, doncs, com elquocient entre la resposta del clima a una pertor-

baci i es quantifica mitjanant un parmetre que sacostuma a mesurar en unitats de (Wm-2)-1

que representa els graus de temperatura que variael clima per Wm-2 de pertorbaci.

A continuaci es descriuen separadament lesprincipals retroaccions del sistema climtic i sa-porten els valors del parmetre de sensibilitat.

A1.2.4.1. Retroacci de Stefan-BoltzmannLa radiaci solar arriba a la superfcie terrestre i en provoca lescalfament. Ats, doncs, que lasuperfcie terrestre emet radiaci dona llargaproporcionalment a la quarta potncia de latemperatura seguint la llei de Stefan-Boltzmann,com ms alta s la temperatura ms gran s lemissi.

Aquesta retroacci negativa porta a calcular lasensitivitat ( S-B), que t un valor de 0,26K(Wm-2), que vol dir que la temperatura aug-menta 0,26 graus per cada watt per metre qua-drat daugment de la radiaci solar. Per tant, sinoms es t en compte lefecte demissi, laconstant solar hauria daugmentar un 1,6% pertal es produs un canvi dun grau en la tempera-tura del planeta. Aquesta xifra mostra que, da-cord amb aquest procs, el clima s molt estable,ja que difcilment sassoliran canvis daquestamagnitud en la constant solar. Altrament, enbase a aquest mecanisme s tamb difcil repro-duir els canvis experimentats durant el passat,tot indicant, per tant que, en el sistema climtic,hi ha dhaver fenmens de retroaccions ms in-tensos.

A1.2.4.2. Retroacci del vapor daiguaUn altre dels processos de retroacci ms im-portants del clima en aquest cas positiva s ladependncia del contingut mxim de vapordaigua de latmosfera (la pressi de vapor de sa-turaci) respecte la temperatura. Aix, a mesuraque la temperatura creix, la quantitat de vapordaigua de laire saturat s ms gran. En aquestsentit, cal tenir present que el vapor daigua sel principal gas amb efecte dhivernacle i, per


34


tant, laugment del vapor daigua a latmosfera fa crixer la seva capacitat de captaci denergiaterrestre.

Dacord amb les relacions que ens proporcionala termodinmica, un canvi de temperatura dun1% (s a dir, uns tres graus) porta associat uncanvi dun 20% en la pressi de vapor de satura-ci. No obstant aix, sobserva que la humitatrelativa de latmosfera a les latituds mitjanes i altes tendeix a romandre constant encara quelaire experimenti grans variacions estacionals.Aquest fet ha portat a nombrosos equips (sobre-tot els que treballen amb els models de baixa resoluci) a afirmar que la humitat relativa delatmosfera roman constant, malgrat que la tem-peratura i la quantitat absoluta de vapor daiguaa latmosfera augmentin. Tanmateix, els modelsde circulaci general atmosfrica no han estatcapaos de reproduir aquest comportament dela humitat relativa atmosfrica amb una confian-a absoluta, principalment a causa de les nom-broses incerteses existents sobre el cicle hidrol-gic a la superfcie i sobre els fluxos de vapordaigua entre loce i latmosfera.

Si es t en compte levoluci de la quantitat devapor daigua a latmosfera segons les considera-cions anteriors, juntament amb la retroacci deStefan-Boltzmann, lefecte combinat daquestaugment i de lajustament de la radiaci terrestreals canvis de la constant solar porten a obteniruna sensibilitat climtica conjunta ( S-B-vap) de0,5 K(Wm-2)-1. Si comparem aquest resultatamb lanterior ( S-B), es constata que lefecte delvapor daigua a latmosfera gaireb dobla la sen-sibilitat de lajustament radiatiu tot sol.

A1.2.4.3. Retroacci gel-albedoEl gel s una superfcie que actua com a allant i,al mateix temps, com a element reflectant de laradiaci solar. Aix fa que en latituds elevades elgel del mar sigui un gran modulador de linter-canvi denergia entre loce i latmosfera. A lhi-vern, quan hi ha entre un 1% i un 2% de la su-perfcie de gel amb aigua lliure (a lestiu aquest

percentatge augmenta) la superfcie del gel con-trola lintercanvi de calor entre loce relativa-ment calent i la freda atmosfera.

Les observacions experimentals i els models in-diquen que els fluxos de calor sensible sn un odos ordres ms grans a la superfcie de laigualliure que a la superfcie del gel. Per tant, s im-portant de tenir en compte aquest fet en la simu-laci climtica, encara que no sigui del tot benconegut, ats que la predicci de la distribucide les zones daigua lliure i de les caractersti-ques del gel s complexa i depn substancial-ment de la dinmica del gel influenciada pelvent i el moviment darrossegament de laigua.

Els efectes fsics de lexpansi de la cobertura delgel a la superfcie terrestre han estat una explica-ci habitual de com shan pogut mantenir lescondicions de les glaciacions. Un dels efectesclaus de la coberta de gel i de neu s la seva con-tribuci al valor de lalbedo planetari, tot i queaquest tamb est condicionat per la coberta ve-getal i les seves caracterstiques. Tpicament,lalbedo del mar en latituds elevades s del 10%,mentre que lalbedo tpic de les superfcies gela-des a les mateixes latituds s del 60%. En els epi-sodis de grans glaciacions que shan produt alnostre planeta, en disminuir la temperatura lasuperfcie coberta pels gels creixia i augmentavala quantitat de radiaci solar reflectida a lespaiexterior. La conseqent reducci de lenergia so-lar absorbida produa un refredament addicio-nal, conformant una retroacci positiva.

Lanlisi daquest mecanisme de retroacci sharealitzat sobretot mitjanant els models de ba-lan denergia, en els quals la crosta de gel, comla temperatura, depn de la latitud. Aquests mo-dels indiquen que una reducci dun 1,6% de laconstant solar comportaria que la Terra quedscoberta totalment pel gel. Aquest resultat s in-teressant en la mesura que indica que canvis pe-tits en el balan energtic de la superfcie terres-tre poden produir transicions entre perodesglacials i interglacials del clima. Finalment, cal


35


esmentar que a hores dara tots els models enca-ra representen la crosta de gel duna forma sim-ple, com un bloc, sense tenir en compte que lacapacitat de reflexi del gel no s homognia ique la distribuci de les zones daigua en elsmars de gel s aleatria. Els models de circulacigeneral donen per a la sensitivitat daquest me-canisme ( g) un valor de 0,32 K (Wm-2)-1 en lesregions polars.

A1.2.4.4. Retroacci per lemissi dona llarga ilevaporaci als oceansLanlisi de les dades dels oceans mostren queles temperatures dels mars tropicals han canviatpoc (entre 1 i 2C) durant els perodes glacials iinterglacials i que, en canvi, als pols la tempera-tura ha canviat desenes de graus. Aquesta dife-rncia que sobserva en la sensibilitat de les ai-ges tropicals i polars a determinats canvisclimtics pot explicar-se a partir dels efectes lli-gats al balan denergia a la superfcie.

El balan net denergia a la superfcie ha de teniren compte tant lescalfament solar com el refre-dament degut a levaporaci, el balan donallarga, els corrents al mar i la calor sensible. Lesxifres sn les segents: 200 Wm-2 corresponen alescalfament solar, s a dir, lentrada denergia,que es compensa amb 120 Wm-2 de refredamentper evaporaci, 50 Wm-2 per emissi neta enona llarga, 10 Wm-2 de refredament per conduc-ci de la calor o refredament sensible i 20 Wm-2

transportat pels corrents de loce. Daquestesxifres, les dues ms importants sn les que co-rresponen a lemissi neta dona llarga i el refre-dament per evaporaci, que sn les que podenafectar duna forma ms evident la temperaturasuperficial de laigua de loce si canvien.

El balan dona llarga es fa tenint en compte le-missi de la superfcie cap a latmosfera i lemis-si de latmosfera cap a la superfcie. Per a tem-peratures inferiors a 7C, quan la temperaturaaugmenta tamb ho fa el dficit dona llarga de la superfcie. A temperatures superiors a 7C, laprdua denergia per radiaci dona llarga en

augmentar la temperatura disminueix ja quesincrementa considerablement la quantitat de-nergia que es rep de latmosfera com a conse-qncia del creixement de la quantitat de vapordaigua atmosfric.

Dacord amb aquests resultats, els fluxos de ra-diaci dona llarga cap a la superfcie i des de lasuperfcie sigualen a una temperatura daproxi-madament uns 40C, mentre que les prduesdona llarga disminueixen ms rpidament, alvoltant dels 30C (la temperatura als trpics).Aix el balan denergia a la superfcie s msefectiu a la temperatura dels trpics i suposa unacoblament amb retroacci positiva. En efecte,si la temperatura augmenta el refredament netde la superfcie disminueix, i daquesta maneraaccentua laugment de la temperatura.

Com sha vist abans, el refredament indut perlevaporaci al trpic s ms gran que el refreda-ment per efecte de lemissi de radiaci donallarga. Si savalua la sensitivitat de levaporacipartint del supsit que la humitat relativa esmant constant en augmentar la temperaturaes constata que, de mitjana, la variaci de lener-gia que sevapora per metre quadrat i per graudaugment de la temperatura en forma de calorlatent s de 7 Wm-2 K-1. Si es compara aquest va-lor amb el del canvi mxim descalfament per ra-diaci dona llarga (3 Wm-2 K-1) es veu que elprocs ms important daquesta retroacci s le-vaporaci, ja que el ritme de creixement del re-fredament per evaporaci amb la temperatura sms del doble de la disminuci del refredamentde la superfcie per emissi dona llarga. La su-perfcie perd la seva capacitat de refredar-se peremissi dona llarga a mesura que la temperatu-ra augmenta per sobre dels 27-30C per, encanvi, el refredament per evaporaci augmentamolt rpidament. Quan es tenen en compte elsdos efectes sobt un parmetre de retroacci( evap-eoll) amb un valor de 0,3 K (Wm-2)-1.Aquesta xifra mostra perqu la temperatura delmar tropical s estable i, per tant, ha canviat pocdurant el passat.


36


A1.2.4.5. Retroacci dels nvolsEn lapartat anterior sha tractat la variaci de levaporaci com a conseqncia dun augmentde la temperatura. Aquesta retroacci positiva fa que, en principi, es vegi com a molt plausiblela predicci dun augment del vapor daigua alatmosfera i, per tant, una major capacitat decaptar energia radiativa. Una altra conseqncia,per, prov dun possible augment de la quanti-tat de nvols o, fins i tot, la seva qualitat, en elsentit que la variaci mitjana del contingut devapor daigua dels nvols provoqui un canvi enles seves propietats radiatives. Aix, lefecte ra-diatiu global dels nvols alts s un escalfamentde latmosfera, ja que no representen un granaugment de lalbedo i, en canvi, absorbeixenms energia dona llarga terrestre. Per contra, le-fecte radiatiu dels nvols baixos s, en termesgenerals, un refredament de latmosfera, ja querepresenten un augment important de lalbedo.

Dacord amb el que sha apuntat en altres apar-tats, lalbedo de la Terra passa de 0,15 a 0,30 perlacci dels nvols, i la capacitat de reduir o cap-turar radiaci dona llarga s duns 30 Wm-2, perla qual cosa es pot estimar que globalment elsnvols redueixen en 20 Wm-2, de mitjana, le-nergia que es queda al sistema climtic. s a dir,radiativament refreden latmosfera.

Si la quantitat i el tipus de nvols estan influtspel clima, s possible que els nvols proporcio-nin el mecanisme de retroacci ms potent delsque governen el clima. Lefecte net sobre el balanenergtic mitj s de 20 Wm-2, per la qual cosalefecte combinat dambdues caracterstiquesporta a un valor de 40 Wm-2. Daquesta manera,doncs, lefecte duna variaci dun 10% en els n-vols seria de la mateixa magnitud que lefecte queels models preveuen en el cas que es dobls laconcentraci de CO2 a latmosfera. I disminuintun 10% la cobertura nuvolosa es doblaria lefectede doblar el dixid de carboni a latmosfera.

No obstant aix, aquestes xifres no sn rotun-des. Els models de circulaci general que incor-

poren lefecte dels nvols ho fan en formes dife-rents, uns caracteritzant-los mitjanant uns pa-rmetres i uns altres simulant els mecanismesmicrofsics de la seva formaci. Els resultats queaporten els diferents models en relaci als n-vols sn contradictoris. Alguns models apuntenque, com a conseqncia de laugment de lefec-te dhivernacle, els nvols augmenten lescalfa-ment atmosfric. Altres, en canvi, indiquen queels nvols exerceixen un efecte estabilitzador,per la qual cosa en augmentar els gasos ambefecte dhivernacle i escalfar-se latmosfera es ge-neren ms nvols i aquests tendeixen, global-ment, a refredar-la.

En aquest apartat no sintenta fer una relacicompleta de tots els processos fsics lligats a laformaci dels nvols que es qestionen, per elsms importants dels quals depn la retroaccisn la quantitat de nvols i lalada a la qual esformen, el seu contingut en vapor daigua, elscanvis en la freqncia de formaci dun tipus denvols determinat i, fins i tot, lhora del dia enqu es formen. Tot i les discrepncies entre elsdiversos models, hi ha el convenciment generalque els nvols tendeixen a estabilitzar o a reduirels canvis produts per laugment de la presnciadels gasos amb efecte dhivernacle a latmosfera.

A1.2.4.6. Retroaccions biogeoqumiquesEl sl tamb cont alguns efectes de retroaccique poden ajudar a modular les formes del can-vi, tot i que energticament no representa unmagatzem denergia tan gran com els oceans. Elclima de la Terra ha estat modulat per lactivitatbiolgica, la qual juga un paper important en lasensitivitat del clima. Les plantes i els animalspoden influir la sensitivitat climtica de diversesmaneres, la ms forta i directa de les quals potser, segurament, lefecte sobre la composici delatmosfera. La concentraci de CO2 a latmosfe-ra est controlada per un conjunt de processosmolt complex, per el factor clau s labsorcidaquest gas per part dels vegetals a la superfciede loce i a la terra. En aquest sentit, sha esti-mat que la meitat del refredament global produt


37


durant el darrer perode glacial es pot atribuir ala reducci del dixid de carboni causada peruna alteraci qumica i biolgica dels oceans.

La primera font de nuclis de condensaci de go-tes dels nvols sobre els oceans s conseqnciade la producci, per part de petits organismes,de gasos sulfurosos en aiges superficials. A lat-mosfera, aquests gasos es converteixen en par-tcules dcid sulfric, que posteriorment formenels nuclis al voltant dels quals es condensa el va-por daigua. Les gotes tendeixen a ser ms petitessi hi ha ms nuclis de condensaci disponibles,la qual cosa influeix sobre les caracterstiques delnvol, com per exemple, el seu albedo i en la fa-cilitat amb qu el nvol indueix precipitaci. Enefecte, com ms petits i ms abundants siguin elsnuclis de condensaci del nvol, ms gran s elseu albedo. Aix doncs, sespera que una produc-ci ms elevada de gasos sulfurosos portar a al-bedos dels nvols ms grans sobre els oceans iper tant, tamb a un efecte estabilitzador del cli-ma. Si el ritme de producci de gasos sulfurososdepn de la temperatura aleshores tenim un me-canisme de retroacci. No obstant aix, la mag-nitud daquest efecte encara no sha quantificat,com tampoc es coneix quin s el seu signe.

Si el creixement de la vegetaci s estimulat pelsnivells ms alts de dixid de carboni, la impor-tncia daquest gas pel que fa a lescalfament delatmosfera es veuria reduda, ja que la vegetacijuga un paper important en la quantitat de CO2atmosfric. El carboni orgnic del sl cont elsdos teros del carboni de lecosistema terrestre it temps de residncia a latmosfera molt llargs.Per tant, sestudien les variacions del creixementi de la transpiraci de diferents espcies de plan-tes amb relaci a diferents concentracions de CO2a latmosfera. De la mateixa manera, els canvisen la vegetaci tamb poden afectar la variacide les caracterstiques de les zones arbrades i laseva distribuci per tot el planeta. Laugment delrea ocupada per prats i zones desrtiques a leslatituds subtropicals, amb un albedo ms gran,pot compensar la davallada de lalbedo a les zo-

nes polars, ats que la superfcie ocupada pelsgels s ms reduda.

A1.3. Anlisi cientfica del canvi climticDarrerament sestan fent nombroses observa-cions per tal dobtenir constatacions experimen-tals dels senyals del canvi climtic dorigen an-trpic, tant directes (de variables climtiques)com indirectes (de diferents magnituds relacio-nades amb el clima). Estrictament a tall dexem-ple, i sense cap pretensi dexhaustivitat, es potesmentar les diverses i nombroses determina-cions de la temperatura de latmosfera i dels oce-ans, a la superfcie o en altres zones, les determi-nacions dels canvis de les precipitacions i de lahumitat atmosfrica, la quantificaci del nom-bre i la intensitat de les tempestes tropicals, lamesura de la freqncia i intensitat dels episodisde El Nio, la determinaci dels perodes de flo-raci i de caiguda de la fulla de determinades es-pcies arbries, la incidncia de lextensi de de-terminades malalties i plagues agrcoles, etc.Cadascuna daquestes mesures ha de ser analit-zada amb detall ja que sovint s difcil atribuir lacausa del canvi dels parmetres que caracterit-zen els diferents sistemes a un nic fenomen.

La figura A1.4, una de les figures ms reprodudesdurant els darrers anys, mostra el registre instru-mental de la temperatura atmosfrica superficialmitjana des de 1860 fins lany 2000 comparadaamb la mitjana de 1961 fins a 1990. En aquest re-gistre es calcula que des de 1860 sha experimen-tat un augment de la temperatura superficial delcontinent i de loce de 0,61 0,16C.

Per tal danalitzar la producci cientfica i tots elsaspectes relacionats amb el canvi climtic dori-gen antrpic, les Nacions Unides i lOrganitzaciMeteorolgica Mundial varen crear, lany 1988,el Grup Intergovernamental dExperts sobre elCanvi Climtic (IPCC)1. En el seu document fun-dacional, sestableix que aquest rgan t el man-dat de proporcionar als poltics un assessorament


38

1. En angls, Intergovernmental Panel on Climate Change.


objectiu sobre la informaci cientfica, tcnica isocio-econmica disponible amb relaci al canviclimtic dorigen antrpic, sobre els seus impac-tes ambientals i socioeconmics i sobre les diver-ses respostes possibles per afrontar el problema.En aquest sentit, lIPCC elabora uns informesglobals molt complets sobre lestat de la qestidel canvi climtic dorigen antrpic cada cincanys, el primer dels quals fou publicat lany1990, el segon el 1995 i el tercer el 2001. A ttolpurament illustratiu, cal apuntar que aquest ter-cer informe t un total de 2.665 pgines, 881 deles quals estan dedicades ntegrament a descriurei analitzar lestat de la cincia del canvi climtic enel moment de tancar linforme, lany 2000 (IPCC,2001a).

A banda daquests informes globals, lIPCC tam-b elabora informes especfics sobre diversos te-mes relacionats amb el canvi climtic com, perexemple, lefecte de laviaci sobre latmosferaglobal, els efectes daquest fenomen sobre la bio-diversitat o sobre aspectes metodolgics dels in-ventaris demissions, entre altres.

LIPCC sorganitza en tres grups de treball. Elgrup de treball I (WG I) tracta de la cincia delcanvi climtic, el grup de treball II (WG II) ana-litza els impactes del canvi climtic i les opcionsdadaptaci als canvis i, finalment, el grup detreball III (WG III) tracta de les opcions polti-ques i tecnolgiques de mitigaci del canvi cli-mtic dorigen antrpic. Cada un dells estconstitut per cientfics de tots els estats que per-tanyen a lOrganitzaci de les Nacions Unides,escollits per la seva expertesa en aquest mbit. Atall dexemple, el primer volum del tercer infor-me de lIPCC, publicat lany 2001 i que reuneixels treballs del WG I (Houghton, 2001), va sercoordinat per 123 persones, mentre que en laredacci dels seus continguts van intervenir-hi516 autors, la seva revisi completa va anar acrrec de 21 editors, i ms de 700 cientfics dar-reu del mn van revisar-ne els continguts.

A1.4. Escenaris climticsLes emissions antrpiques de gasos amb efectedhivernacle poden estimar-se amb una certa fia-bilitat a partir de dades globals de consum de


39

Variacions de la temperatura de la superfcie terrestreentre 1961 i 2000

Any

Figura A1.4. Temperatura superficial de latmosfera. Font: IPCC, 2001a.


combustibles fssils i de la seva distribuci enels diferents sectors dactivitat. En canvi, la taxade creixement de la concentraci daquests ga-sos a latmosfera s molt ms difcil de determi-nar, ja que requereix estimacions de les taxes dedeposici associades a la pluja, la sedimentaci,la fotlisi i la fotosntesi, les quals sn difcil dequantificar. Alguns compostos, com els halocar-burs, per exemple, tenen un temps de vida delordre de centenars danys, i els gasos podenacumular-se indefinidament. La vida mitjana delmet, en canvi, s de pocs anys, per el produc-te de la seva oxidaci a lestratosfera s el vapordaigua, un altre gas amb una contribuci im-portant a lefecte dhivernacle.

Per tant, la quantificaci exacta de la concentra-ci dels gasos amb efecte dhivernacle ha de con-siderar tot el seu cicle en el sistema climtic iaix s difcil dassolir de forma exacta, atesostamb els nombrosos processos de retroaccique contenen. Aix, per exemple, el CO2 atmos-fric s un gas que t un temps de residncia alatmosfera de lordre danys i interacciona ambels oceans i la biosfera. A ms, si contribueix alescalfament de latmosfera tamb indueix unamajor capacitat daquesta de contenir vapor dai-gua, la qual cosa provoca encara ms escalfa-ment, o, per contra, com ms vapor daigua alatmosfera ms nvols hi ha, els quals podenproduir un augment de lalbedo i, per tant, uncert refredament del clima del planeta. Les dife-rents retroaccions i els acoblaments entre els di-ferents sistemes que conformen el sistema cli-mtic formen, per tant, un conjunt de relacionscomplexes de descriure quantitativament i, perdescomptat, de resoldre de forma analtica.

Malgrat aquesta complicaci sobre levoluci delsistema climtic, s imprescindible disposar dei-nes de simulaci que permetin fer avaluacionsprospectives de levoluci futura del clima. Undels elements imprescindibles s el coneixementde la composici de latmosfera de cara al futur, iper aix sutilitzen el que sha anomenat escena-ris, diferents imatges formulades per lIPCC de

com podria evolucionar la composici atmosf-rica en base a previsions o prospeccions de le-voluci econmica, social i tecnolgica de la so-cietat. Daquesta manera, els escenaris aportenuna eina per avaluar les conseqncies climti-ques i ambientals de les hipottiques futuresemissions dels gasos amb efecte dhivernacle iper provar i assessorar estratgies dadaptaci i de mitigaci als canvis que pugui comportaraquest fenomen.

Amb aquests escenaris, lIPCC tamb pretnaportar uns nivells de referncia comuns per atots els grups de recerca que treballen en la si-mulaci del clima. Daquesta manera els seus re-sultats sn comparables i significatius entre ells.

Actualment lIPCC considera quatre famliesdescenaris, les quals generen sis grups descena-ris que shan desenvolupat per caracteritzar deforma consistent les relacions existents entre lesforces que produeixen les emissions de gasos i laseva evoluci, reproduint les diferents condi-cions demogrfiques, socials, econmiques, tec-nolgiques i ambientals que es preveuen per a unfutur proper. La figura A1.5 mostra esquemtica-ment la distribuci dels grups descenaris. Aixmateix, la taula A1.1 recull un resum de les carac-terstiques ms importants de cadascun dells.

A1.5. Els models del climaEls models climtics constitueixen una einamolt til per poder interpretar les observacionssobre levoluci del clima i avaluar limpacte deles pertorbacions antrpiques en el sistema cli-mtic, calculades mitjanant els escenaris es-mentats anteriorment i tenint en compte la re-presentaci matemtica dels processos quetenen lloc en aquest mateix sistema. Aquesta re-presentaci matemtica consisteix en el conjuntdexpressions de la termodinmica, els movi-ments dels fluids, les reaccions qumiques i latransferncia radiativa del clima de la Terra, for-mulades en termes de codi informtic. Lobjec-tiu de la representaci s calcular lestat cont-nuament canviant de latmosfera global, de


40


loce, del continent i de la superfcie de gel, res-ponent als canvis externs i interns que es pro-dueixen en el si del sistema climtic tant percauses naturals com antrpiques.

Les equacions que descriuen els processos b-sics dels sistema climtic no tenen soluci anal-tica. Per aix es resolen numricament mitjan-ant tcniques matemtiques ben establertes.Els models atmosfrics divideixen tot el globusen una xarxa tridimensional de petites celles,que en els models actuals tenen uns 250 km decostat en la direcci horitzontal i que vertical-ment es divideixen entre 10 i 30 nivells. Els mo-dels dels oceans tenen una resoluci espacialhoritzontal, de 125 a 250 km, i una resolucivertical dentre 200 i 400 metres. Actualement,els models climtics ms complexos sn els ano-menats models acoblats oce atmosfera (AOGCM),que contenen una representaci tridimensionalde latmosfera i de loce i que funcionen a partir

dun model atmosfric i un model ocenic quesacoblen peridicament.

No obstant aix, no tots els models sn modelscomplexos amb gran resoluci. Es poden fermoltes simplificacions de la representaci delsistema climtic que redueixen la complexitat dela descripci i la resoluci, per que aporten in-formaci til i interessant per analitzar, perexemple, els impactes del canvi climtic, lesconseqncies, dels acords de Kyoto pel que fa alaugment de la temperatura i lascens del nivelldel mar o els costos de la reducci demissions.

Els models sn importants en la mesura que snlnic instrument disponible actualment per si-mular levoluci del clima i estudiar la seva sen-sibilitat respecte a canvis que es puguin produiren diferents variables. s molt important, pertant, saber quina confiana podem tenir en unmodel determinat, si representa adequadament


41

Figura A1.5. Escenaris plantejats per lIPCC 2000. Els escenaris es divideixen en quatre famlies:A1: descriu un mn futur de creixement econmic rpid, una demografia que assoleix un mxim a mitjans de segle i una intro-ducci rpida de noves i tecnologies ms eficients. La famlia A1 es desenvolupa en tres grups: A1FI (energies fssils), A1T (to-tes les fonts sn denergia alternativa) i A1B (balan entre les energies fssils i les alternatives).A2: descriu un mn heterogeni amb un creixement econmic i un desenvolupament tecnolgic, demogrfic i cultural dels pa-sos molt diferent a tot el mn.B1: cont els escenaris que contemplen una homogenetzaci econmica, tecnolgica, demogrfica i social del mn amb can-vis rpids en les estructures econmiques i amb tecnologies netes i eficients.B2: contempla un mn que posa mfasi en les solucions locals als problemes de sostenibilitat econmica, social i ambiental. sun escenari orientat a la protecci ambiental i a lequitat social, que es focalitza, per, a escala local i regional.Font: IPCC, 2000.


el sistema climtic globalment o si, especfica-ment, descriu i preveu algun procs especfic.Aix, per tal de ser avaluats, els models creenuna realitat sinttica que pugui ser comparableamb la realitat observada. De la mateixa mane-ra, utilitzant els matei

1r informe de canvi climàtic de catalunya

Documents